劉少軍，羅以嬌

（東風(fēng)汽有限公司 東風(fēng)商用車技術(shù)中心，武漢 430056）

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)商用車的要求從能拉貨賺錢的簡(jiǎn)單要求提高為車輛安全、可靠、省油等要求。而制動(dòng)系統(tǒng)性能直接關(guān)系著車輛安全，它的表現(xiàn)除了我們平時(shí)常見的制動(dòng)距離等硬指標(biāo)外，制動(dòng)感覺也是制動(dòng)系統(tǒng)性能評(píng)估中不可或缺的重要組成部分，制動(dòng)踏板感覺是駕駛員在各種工況下對(duì)操縱制動(dòng)踏板所獲得的制動(dòng)效果的一個(gè)綜合感覺。通常說的剎車“軟”、“硬”，其實(shí)就是對(duì)制動(dòng)感覺的部分簡(jiǎn)單描述。就人體感知而言，制動(dòng)感覺較之制動(dòng)距離更易被察覺，這也意味著制動(dòng)踏板感覺較多地影響了用戶對(duì)車輛的評(píng)價(jià)。

1 制動(dòng)踏板感覺研究現(xiàn)狀

關(guān)于制動(dòng)踏板感覺，各大廠商、機(jī)構(gòu)通常以主觀評(píng)估為主，輔之以各類系統(tǒng)特性曲線來作為設(shè)計(jì)或改進(jìn)最后的依據(jù)。但主觀評(píng)價(jià)需要擁有一批專業(yè)的評(píng)估人員來進(jìn)行相當(dāng)數(shù)量的評(píng)估工作，而且主觀評(píng)估會(huì)受到各種外界因素的干涉，科學(xué)、可靠性有所欠缺。有鑒于此，有轎車廠通過大量的試驗(yàn)，找到影響制動(dòng)踏板感覺的主要影響參數(shù)，建立了一套基于客觀的、能正確反映主觀感受的試驗(yàn)評(píng)估體系。

文獻(xiàn)［1］中給出了轎車的制動(dòng)感覺指數(shù)試驗(yàn)評(píng)估體系，建立在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的制動(dòng)感覺指數(shù)評(píng)價(jià)體系通過對(duì)各階段的制動(dòng)踏板行程、制動(dòng)踏板力及相應(yīng)的制動(dòng)減速度的測(cè)量，能很好地反映、評(píng)估制動(dòng)感覺，期望能正確、可靠地反映制動(dòng)系統(tǒng)的踏板感覺，并且試驗(yàn)過程相對(duì)簡(jiǎn)單易行、具有可重復(fù)性。該制動(dòng)感覺指數(shù)主要研究踏板力、踏板行程、減速度。

2 商用車制動(dòng)踏板感覺及影響因素分析

制動(dòng)踏板感覺相關(guān)研究成果主要集中在轎車領(lǐng)域，商用車制動(dòng)系統(tǒng)與轎車存在差異，商用車為氣壓制動(dòng)，而轎車為液壓制動(dòng)。

在傳統(tǒng)商用車中，制動(dòng)踏板通過踏板機(jī)構(gòu)與腳制動(dòng)閥相連。駕駛員在踩下制動(dòng)踏板后，一方面制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)推動(dòng)腳制動(dòng)閥活塞運(yùn)動(dòng)，使腳制動(dòng)閥的輸出口有氣壓輸出，通過繼動(dòng)閥、快放閥等進(jìn)入氣室，推動(dòng)制動(dòng)器，使摩擦片和制動(dòng)鼓產(chǎn)生制動(dòng)力矩，進(jìn)而在輪胎－路面的相互作用下形成對(duì)車輛的制動(dòng)力并最終使車輛減速；另一方面，駕駛員通過踩制動(dòng)踏板反饋得到的踏板位移和踏板力的信號(hào)獲得一定的制動(dòng)踏板感覺，而加上身體受到的車輛的減速度、聽覺上的制動(dòng)噪音以及視覺上的車輛減速等諸多因素，共同構(gòu)成了完整的制動(dòng)感覺。

踏板力與踏板位移關(guān)系構(gòu)成的踏板特性、踏板位移與制動(dòng)減速度的關(guān)系以及駕駛員感受到的制動(dòng)減速度，共同構(gòu)成了車輛的制動(dòng)踏板感覺。影響制動(dòng)踏板感覺主要有以下幾個(gè)參數(shù)：（1）踏板行程；（2）踏板力；（3）車輛減速度；（4）制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間；（5）踏板阻尼和滯后。車輛減速度的可控性指駕駛員在踩下制動(dòng)踏板進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，達(dá)到預(yù)計(jì)的車輛減速度后能夠通過連續(xù)踩下或者部分抬起踏板獲得更大或者更小的制動(dòng)減速度，從而獲得期望的車輛減速度和速度。

測(cè)試4種不同的車型的制動(dòng)踏板感覺相關(guān)參數(shù)，研究相關(guān)參數(shù)，圖3為某車型的踏板力與氣壓，踏板力與氣壓成一定正比，圖4為踏板行程與氣壓的關(guān)系。結(jié)合主觀評(píng)價(jià)，確定制動(dòng)踏板感覺主要研究對(duì)象，踏板力主要研究預(yù)置點(diǎn)、初始點(diǎn)和最大點(diǎn)，行程主要為空行程、最大行程及中間的斜率變化。

制動(dòng)踏板感覺如下：

預(yù)置踏板力FA—踏板剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的踏板力，見圖5。

初始踏板力FB—慢踩制動(dòng)踏板，制動(dòng)閥輸出口開始有氣壓輸出時(shí)的踏板力，見圖6。

解除踏板力FC—將制動(dòng)踏板踩到底后慢慢松制動(dòng)踏板，制動(dòng)閥輸出口氣壓降到零時(shí)的踏板力，見圖6。

最大踏板力Fmax——制動(dòng)閥輸出氣壓最大時(shí)之踏板力。

經(jīng)脫水處理，泥渣含水率小于45%，可以直接用普通的工程車外運(yùn)，不會(huì)造成環(huán)境二次污染。湖塘河這類城區(qū)河道，沿岸只有居民區(qū)，沒有工業(yè)區(qū)，經(jīng)檢測(cè)，尾水指標(biāo)均小于國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)一類排放標(biāo)準(zhǔn)；底泥有機(jī)質(zhì)含量13.8%，符合土地改良用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（表2），故本工程部分泥類被作為園林綠化用泥。

踏板行程——在踏板力作用下，踏板中心所移動(dòng)的距離。

踏板空行程——踩下制動(dòng)踏板時(shí)，從踏板的原始位置開始，到制動(dòng)閥輸出口開始有氣壓輸出時(shí)止，踏板所移動(dòng)的距離。

踏板最大行程——從踩下制動(dòng)踏板，到制動(dòng)閥輸出口氣壓輸出最大，踏板不再有位移時(shí)止，踏板所移動(dòng)的最大距離。

3 不同參數(shù)對(duì)制動(dòng)踏板感覺影響程度的試驗(yàn)分析及主觀評(píng)價(jià)

為尋求商用車踏板感覺參數(shù)的合適值，將對(duì)各個(gè)參數(shù)對(duì)整車制動(dòng)感覺的影響做相關(guān)試驗(yàn)和主觀評(píng)價(jià)分析。

3.1 主觀評(píng)價(jià)分析的方案如下

3.1.1 評(píng)價(jià)人員

不同的駕駛員的感覺是存在差異的。因此在做主觀評(píng)價(jià)時(shí)，選取了駕齡大于1年、少于4年與駕齡超過5年、職業(yè)試驗(yàn)員與職業(yè)駕駛員、駕駛過不同車輛的駕駛員。

3.1.2 評(píng)價(jià)工況

自由駕駛 （熟悉制動(dòng)和性能，初步熟悉性能特性）、減速（60—20）、紅綠燈制動(dòng)、路邊停車、制動(dòng)新習(xí)慣形成時(shí)間（制動(dòng)達(dá)到熟練的次數(shù)）。

分別在不同的車型上對(duì)不同曲線的制動(dòng)閥、不同的踏板力、不同的踏板行程和高度下的整車評(píng)價(jià)。

3.1.3 主觀評(píng)價(jià)結(jié)論

（1）用戶喜歡制動(dòng)力偏小的制動(dòng)踏板感覺。駕駛員感覺超過300 N的踏板力很難控制好，此時(shí)背部要頂緊座椅，手臂僵硬，大腿發(fā)力，超過400 N時(shí)容易產(chǎn)生抖動(dòng)。

（2）初始踏板力對(duì)制動(dòng)踏板感覺敏感。初始踏板力偏大嚴(yán)重影響踏板感覺，司機(jī)很難建立制動(dòng)習(xí)慣。

（3）解除踏板力需要適當(dāng)大一些，偏小會(huì)影響制動(dòng)接觸時(shí)的感覺。

（4）不同的腳制動(dòng)閥性能曲線是有差異的，但司機(jī)無明顯的差異感覺（在不告知差異時(shí)，無人感覺出差異，在告知存在差異情況下，專業(yè)人員2人感覺出差異，且對(duì)此差異無明顯的偏好，職業(yè)駕駛員感覺不到差異）。

（5）空行程的大小對(duì)制動(dòng)踏板感覺敏感，希望有空行程但又不需太大。當(dāng)空行程是總行程的15%～20%時(shí)，駕駛員的感覺最好。

（6）踏板行程適中。太小不容易控制精度，太大制動(dòng)操作費(fèi)力。

從上面的試驗(yàn)和主觀評(píng)價(jià)綜合得到影響制動(dòng)踏板感覺的關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)試驗(yàn)中各參數(shù)對(duì)制動(dòng)感覺的影響程度對(duì)各參數(shù)做重要度分級(jí)，形成商用車常規(guī)制動(dòng)的制動(dòng)踏板感覺參數(shù)，見表1。

表1 制動(dòng)踏板感覺參數(shù)

測(cè)出舒適的制動(dòng)感覺的試驗(yàn)參數(shù)量化值范圍，形成商用車常規(guī)制動(dòng)的制動(dòng)踏板感覺的設(shè)計(jì)參數(shù)值。

4 踏板感覺設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)用

根據(jù)制動(dòng)踏板感覺設(shè)計(jì)參數(shù)值，在某系列商用車上優(yōu)化設(shè)計(jì)：減小腳制動(dòng)閥頂桿力、加大制動(dòng)踏板比、優(yōu)化制動(dòng)踏板面角度和減小回位彈簧剛度并增加回位彈簧的預(yù)壓縮量，使設(shè)計(jì)值滿足制動(dòng)踏板感覺設(shè)計(jì)參數(shù)值范圍。對(duì)改進(jìn)前后的制動(dòng)踏板感覺進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)采用3分制，得分由1.5提高到2.99。優(yōu)化后的方案整體評(píng)價(jià)高于現(xiàn)生產(chǎn)，且優(yōu)勢(shì)明顯。以前習(xí)慣“硬”制動(dòng)的司機(jī)，在評(píng)價(jià)對(duì)比后，更偏愛提升后方案。按制動(dòng)踏板制動(dòng)感覺設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的制動(dòng)踏板感覺，達(dá)到滿意效果。

5 結(jié)論

商用車制動(dòng)踏板感覺是制動(dòng)過程中駕駛員的第一感覺，直接影響整車制動(dòng)舒適性和操控性，進(jìn)而影響車輛的制動(dòng)安全性。國(guó)外一些研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)在轎車制動(dòng)踏板感覺方面進(jìn)行了研究并形成成熟的理論，其研究對(duì)象為轎車的液壓制動(dòng)。商用車一般采用氣壓制動(dòng)，和液壓制動(dòng)之間存在不同的特性，商用車的制動(dòng)踏板感覺的研究還處于起步階段。通過商用車的制動(dòng)踏板感覺設(shè)計(jì)參數(shù)的研究，提出了商用車常規(guī)制動(dòng)的制動(dòng)踏板感覺設(shè)計(jì)參數(shù)，為商用車常規(guī)制動(dòng)的制動(dòng)舒適和操控性設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

［1］花慶榮，陳士杰.轎車制動(dòng)感覺評(píng)估與制動(dòng)感覺指數(shù)［J］.上海汽車，2008（06）：35－37.